▷ 光の偏光

この記事では、物理学における光の偏光とは何かについて説明します。したがって、偏光とは何か、さまざまなタイプの偏光、および光を偏光する方法を理解できます。

光の偏光とは何ですか?

光の偏光は、非偏光が偏光に変換されるプロセスです。簡単に言えば、光の偏光には、さまざまな方向に振動する光のビームを、単一の平面内で振動する光のビームに変換することが含まれます。

したがって、光を偏光するということは、その伝播方向を制限することによって光を方向付けることを意味します。したがって、偏光が振動する方向は偏光方向と呼ばれます。

非偏光は、異なる方向に振動する電場と磁場で構成されており、2 つの場は互いに垂直であり、波の伝播方向に対して垂直です。したがって、光が偏光すると、一方向にのみ振動する電磁波が得られます。

光または電磁波の偏光には 3 つのタイプがあります。

直線偏光– 伝播方向が直線に沿っている場合、光は直線偏光になります。このケースは、電場の 2 つの成分が同相 (または逆位相) である場合に発生します。
円偏光: 伝播方向が円の形状の場合、光は円偏光になります。このタイプの分極では、電界の 2 つの成分の位相が 90 度ずれています。
楕円偏光: 伝播方向が楕円を表す場合、光は楕円偏光になります。この場合、電界の成分の振幅は異なり、位相角は 0° ～ 180° になります。

このセクションでは、偏光を取得するための最も一般的な手順について説明します。すべての分極プロセスは同じ動作原理に依存していることに留意してください。つまり、電界は分極面と呼ばれる単一の平面内で強制的に振動します。

この分極プロセスは、特定の材料が電磁波の電場の成分の 1 つを吸収できるという事実を利用しています。この物理的性質は二色性と呼ばれます。

電場の成分の 1 つを吸収することによって、その伝播方向が変更され、その結果、光が偏光されます。

たとえば、トルマリンなどの一部の結晶は、このような偏光特性を持っています。

光は表面で反射すると偏光することがあります。したがって、入射面に向かう電場の成分が反射されず、この成分が除去されるため、反射光は部分偏光を受ける。

この現象は、反射光線が (表面を通過する) 屈折光線に対して垂直である場合に発生します。

複屈折偏光は、複屈折偏光とも呼ばれ、特定の物体の非常に特殊な光学特性のおかげで発生します。この特性は、入射光線を互いに直交する 2 つの直線偏光光線に分割することで構成されます。

偏光子は光を偏光させる光学機器です。簡単に言えば、偏光子は、偏光されていない自然光を偏光に変換するデバイスです。

光を偏光するために、偏光子は通常、上のセクションで説明した偏光プロセスのいくつかを使用します。

物理学では、多くのより高度な光学機器の機構に偏光子が組み込まれていることが多く、機器内の光を処理するために偏光させます。たとえば、偏光計には偏光子が含まれています。

最後に、光の偏光が何のためにあるのかを見ていきます。偏光を得るプロセスが非常に複雑であれば、このタイプの光には多くの用途があるはずです。

光の偏光には多くの用途があります。たとえば、偏光サングラスをすでに使用していることがあるでしょう。入射光を偏光させることで、ユーザーはサングラスを通してよりよく見えるようになります。

同様に、光の偏光は写真のコントラストを高めるために使用される物理的なプロセスであるため、写真にも役立ちます。

また、偏光は私たちが意識していなくても、日常生活の中に非常に存在しています。したがって、情報を送信するために無線機で使用される電磁波は偏光しています。

ただし、光の偏光には他にも多くの科学的用途があります。たとえば、天文学では、この分野に特有の現象を研究するために偏光が使用されます。